国外舰艇CBRN综合防御体系技术装备进展

申明荣

（海军驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室 上海 201913）

0 引 言

舰艇的化学、生物、放射性和核武器综合防御体系（简称：CBRN）是指舰艇为保存自己，免遭或削弱敌方CBRN武器攻击能力而建立的综合系统架构。在CBRN战剂环境下，舰艇采取感知、防护、洗消“三位一体”的综合防御技术措施，构建全舰CBRN武器综合防御体系，显著提高了全舰及编队的CBRN武器防御性能，保护舰员生命和维持作战能力，保证了舰艇的生存力、战斗力和安全性。

1 国外舰艇CBRN综合防御体系

1.1 海军CBRN武器综合防御体系现状及构想

俄罗斯在现代级驱逐舰上建立了全舰CBRN武器综合防御体系，配置了CBRN战剂感知装备，实现全舰CBRN战剂监测报警；配置了全舰集体防护系统，保证舰上重要工作舱室和住舱的气密环境，并经过滤毒装置增压通风，以保障气密区内均匀的超压环境；配置了全舰水幕喷淋洗消系统、高温高压蒸汽喷射装置等装备，及时洗消CBRN战剂污染的暴露甲板和装备，快速恢复全舰作战能力。

美军的CBRN武器综合防御体系构想主要由海陆空卫基多层次防御资源配系组成，海军不仅具有全舰CBRN武器综合防御体系，而且具有舰艇编队的CBRN武器综合防御体系。在全球重要的岸基、海上固定点、舰艇上，预先布置大量的探测器，并接入联合报警与报告网络系统（JWARN）。海军全球指挥控制系统（GCCS-M）提供与CBRN战场实时结合的景象，通过接收、恢复、显示战术态势信息，使指挥员具有指挥决策需求的CBRN武器袭击和沾染的态势感知。

1.2 CBRN武器综合防御体系核心能力

美军在现有CBRN武器防御能力的基础上，为满足中长期、甚至更为长远的CBRN武器防御需求，美国国防部认定按优先顺序共列出29项CBRN武器防御核心能力［1］。这些核心能力集中在CBRN 战剂感知（SENSE）、防护（SHIELD）、洗消恢复（SUSTAIN）和集成（SHAPE）四个方面。

1.3 CBRN武器综合防御体系核心能力间的关系

感知是基础、防护是屏障、洗消是支撑、集成是核心，这四者构成一个稳定的框架结构［2］。

2 国外舰艇CBRN综合防御技术装备现状和进展

2.1 CBRN战剂感知技术装备

CBRN战剂感知技术是对已知或未知CBRN战剂的分析，目前主要围绕气态、液态和固态CBRN战剂定性、识别、定量开展研究，目前主要有如下四个发展方向：

2.1.1 远距离感知（遥测）能力技术装备

美国2001年以后持续增强近海作战舰艇LCS、新型驱逐舰DDG-1000和航母CVN-78上CBRN战剂遥测能力，主要装备有三坐标雷达、光电声跟踪和卫星，以用于核爆炸观测。主要采取提高超压检测灵敏度、空间宽带电磁频谱分辨、背景光强度和相位阶跃变化性能等技术，以及开发卫星探测核爆炸等新手段（如：新型核爆电磁脉冲探测器、新型核爆光辐射照度仪和用于空间核爆探测的新型γ射线探测器等）［3］。

被动红外光谱IR探测与主动红外-激光雷达IR-LIDAR探测主要用于化学、生物战剂遥测。美国海军装备了被动AN/KAS-1化学战定向探测器，主动激光雷达LIDAR化学战剂遥测装置Artemis则安装在不同的平台（驱逐舰、飞机、装甲车和规定点）上，探测化学战剂距离达20 km。红外激光雷达IRLIDAR生物战剂遥测LR-BSDS装置，探测生物战剂的距离更达到30 km。

2.1.2 现场感知（点源探测）能力技术装备

新型宽量程辐射剂量探测器和实时γ成像技术用于辐射检测和定位，宽量程辐射剂量探测器（10-8～102）Gy/h，达到 10 个量级。

IMS、SAW、SAW/GC/EC、IMS/GC、GC/MS、SAW/IMS单项或联合技术常用于点源化学战剂检测、识别和定量。

在气溶胶态生物战剂现场（点源）检测研究方面，主要有紫外光激发诱导荧光检测技术和ATP检测技术；识别技术研究方面有基于免疫反应识别、流式细胞监测技术、DNA/RNA分子识别技术、PCR快速识别技术、化学生物质谱CBMS分析技术。美国海军在2008和2009年共装备了56套JBPDS XM98，见图 1。

图1 JBPDS在DDG76上的应用

2.1.3 水中CBRN战剂污染感知（液态战剂探测）能力技术装备

液体化学战剂自动检测和识别技术，基于生色反应、光学和光电识别。如美国M8GVH和M9试纸，用于微液滴G类（神经性，如沙林、梭曼等）、V类（糜烂性，如维埃克斯等）和H类（全身中毒性，如氢氰酸等）化学战剂检测、水源检测、伤口检测。美国舰船上淡水主要来源于海水，针对水质净化效果检测项目，美国海军提出专用需求，已经装备了舰用自动液体战剂检测装置SALAD，报警信号在损管中心显示。

液体化学战剂检测和识别技术，基于液相色谱检测，美国舰船上将其用于洗消效果检测（洗消残余液检测）。针对洗消效果检测，在2010年将液相色谱检测洗消残余液列入科学技术研究项目。

2.1.4 单兵感知能力技术装备

单兵化学战剂传感器要求能检测多种战剂和新战剂，提供战斗空间管理决策的态势感知。目前美国海军单兵主要配备JCAD检测器，该检测器基于SAW技术，具有体积小，适于携带的特点。芬兰使用ChemPro100，可装载军用毒剂和TICs/TIMs库。

2.2 CBRN战剂防护技术装备

通过采用新材料、新结构和新工艺，特别是纳米技术的开发应用，创造新颖的呼吸器以减轻战士呼吸负担，降低集体防护系统的成本，提高集体防护系统的性能。

2.2.1 个人防护器材

保护个人的整套防护服更有效、更耐用、更轻便。主要研究进展如下：

2.2.2 集体防护装备

美国新造军舰已经规定集体防护系统的三个防护等级，装备滤毒通风装置、防护区超压：（500±50）Pa、滤器模块化和系列化。

集体防护区内的控制重点包括环境控制和污染控制。环境控制包括边界控制、超压控制、超压监测、温湿度监测和CO2浓度监测等；污染控制包括集体防护人员洗消站和监测设备。

2.3 CBRN战剂洗消技术装备

洗消科学和技术的目标是研发出能消除有毒物质，而对被污染对象的性能没有影响或尽量减少影响的技术，洗消装备提供舰艇或舰员污染恢复能力。

2.3.1 个人和设备洗消

个人洗消器材向轻便、高效、无刺激方向发展。目前主要方向是开发生物酶、反应型高倍吸附洗消剂和醛肟灯洗消器。

丁主任悄悄地走向仓库，打开门，甲洛洛的心提到了嗓子眼：怎么办？我该怎么办？他心里一个劲地搜寻着答案，不敢让视线离开丁主任半步。丁主任打开门并没进去，他又退回到厕所隔墙的黑暗里，蹲了下来。

设备洗消分为三部分：敏感设备洗消、特殊平台内部空间洗消和运动中洗消。

2.3.2 全舰洗消技术和装备

全舰洗消装备由洗消药剂配制装置和全舰分布的若干洗消站组成，用于向水幕系统提供以一定比例配制的洗消液，向飞行甲板、外露表面及露天设备表面喷洒洗消液，以形成阻止或清除CBRN战剂沾染。水幕系统向多功能、模块化、智能化方向发展。多功能指不仅可用于武器装备的洗消，还能够用于人员、服装和舰艇甲板洗消，以及舰面灭火和机舱红外隐身等；模块化是指通过开发高性能的洗消核心模块，经模块之间组合，配以通用性好的零备件组合成不同型号的洗消装备；智能化指洗消过程通过智能控制，达到精确洗消的目的，例如M21、M22洗消模块。

高温、高压、射流洗消装备利用高温和高压形成的射流洗消，产生物理和化学双重洗消效能。意大利Cristanini公司SANIJET C921装置，主要用于CBRN战剂沾染洗消和消防。该设备配SANIJET喷枪，分三步操作：预洗、消毒、清洗完成洗消作业，其直接引射洗消粉状药剂，洗消概念新颖。

美国海军在舰船表面沾染自然洗消方面具有完整的数据库，建立了大气温度、毒剂种类、风速、舰船航行速度对应的洗消时间数据库。

2.3.3 预防性洗消技术研究

为了减少人员和装备受污染的可能性及降低装备受污染的程度，保证装备在污染环境中的使用性能，因此进行了系统的理论研究。如在装备结构设计上尽量减少凹、沟、槽，尽量避免使用合叶、细螺纹螺钉、弹簧旋钮等不易被洗消干净的部件；对电子元件，要采用可剥性保护层加以覆盖。美军在DDG-1000新型驱逐舰的设计中就充分利用了预防性洗消技术。

2.3.4 洗消剂技术研究

研究多用途、低腐蚀、无污染且具有快速反应能力的洗消剂是未来发展的主要趋势。研究方向有生物酶催化、过氧化物消毒剂、纳米金属氧化物和自动消毒涂料等。

2.4 集成能力

集成是核心。系统集成开发清晰掌握当前和预测的CBRN战场态势的能力；向指挥员提供CBRN战剂特征的能力，同时收集、查询、融合来自CBRN探测器、专家智库和医疗等信息，实时提供实际和潜在的CBRN危险影响，重要感知、防护、支撑终极状态（准备军事行动状态）和可视化军队由始至终的每一步行动进展。

同时CBRN防御还需要得到来自作战指挥系统、损管监控系统、导航定位系统、气象系统的支持。通过建立全舰CBRN战剂信息共享机制，使感知、防护和洗消装备协同运行，充分发挥体系内各种作战资源的效能，形成一个完善的全舰CBRN武器综合防御体系，提高舰艇在CBRN战剂环境下的整体防御和对抗性能。

3 结 论

综上所述，舰艇CBRN武器综合防御体系十分必要，CBRN感知、防护、洗消和集成四个方面技术和装备的快速发展，对提高大型水面舰艇CBRN武器综合防御体系具有十分重要的作用。

国内舰船在三防领域经过多年的发展，基本构建了以侦、防、消为主体的综合防御框架，但各个功能的技术实力与国外仍有较大差距。探测方面，遥测能力和测试精度将是中长期发展重点；防护方面，应以集体防护为主、个人防护作为有益补充，集体防护中的防护时间和空间将是下一步亟待突破的重点；洗消方面，系统配置的多功能化将是重点方向。上述几个方面的技术积累达到一定层次后，作为远景规划再有效开展集成方面的工作。

［1］U.S.DOD．Joint service chemical and biological defense program FY00-02 overview［R］.Washington：National Academies Press：DOD，2001：28-29.

［2］U.S.DOD．Department of defense chemical and biological defense program［R］.Washington：National Academies Press：DOD，2010：11-12.

［3］周铭，罗清勇．卫星在核爆炸探测中的应用［J］.卫星与网络，2007，（5）：58-60．

［4］美国海军．美国海军舰船技术手册［M］．翟少晓、刘书子，译.北京：中国船舶信息中心，2004：31-34．